高考生物一轮复习 第4课时 细胞膜和细胞膜的流动镶嵌模型精品学案.doc

第二单元 细胞的结构和功能课标考纲要求课标要求考纲说明1、简述细胞膜系统的结构和功能2、举例说出几种细胞器的结构和功能3、阐明细胞核的结构和功能4、尝试建立真核细胞的模型5、说明物质进出细胞的方式1、掌握细胞膜的结构、功能及成分验证2、理解细胞的生物膜系统的组成及结构与功能之间的联系3、掌握主要细胞器的结构、功能，理解结构与功能相适应的特点4、掌握细胞核的结构和功能，理解核质关系5、列举物质跨膜运输的实例6、举例说明物质出入细胞的方式考纲分析解读和复习指导1、复习细胞的结构和功能时，要树立两个基本观点：（1）结构与功能相适应的观点：如细胞膜的结构与流动性、细胞膜的结构与物质运输、叶绿体与光合作用、细胞核与遗传和代谢的控制中心等。（2）细胞是一个统一的整体的观点：细胞的生物膜系统、线粒体为其它细胞结构提供能量、核糖体为其它结构提供酶、细胞核控制着细胞的代谢和遗传等。2、复习细胞的结构和功能，首先是要掌握重要的细胞结构和功能，如细胞膜、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、细胞核，复习过程中要理解结构和功能的联系，不但要注意结构与功能之间的联系，如内质网增大了细胞内的膜面积，有利于细胞内反应的进行，而且要注意物质与功能之间的联系，如叶绿体内含有能进行光合作用的色素，是进行光合作用的场所等。其次，再去分析理解某种细胞器与其它细胞器的联系，如复习线粒体时，要总结一下哪些过程需要能量，这些过程发生在哪些细胞结构上（中）。3、其它结构的功能也需要基本掌握，如细胞质基质、液泡、溶酶体、中心体。4、物质跨膜运输一章的重点是水出入细胞和主动运输。全面理解动植物细胞的吸水和失水，理解它们的共同点和差异。关于主动运输，要根据实例解释和判断主动运输，能根据条件判断是否为主动运输，能解释主动运输的曲线。5、复习第三章细胞膜的结构时，结合第四章细胞膜的流动镶嵌模型对细胞膜进行整体复习。第4课时 细胞膜和细胞膜的流动镶嵌模型知识网络基础梳理 一、细胞膜1、细胞膜的成分（1）细胞膜的主要成分是_，另有少量的糖类这些糖类一般是和_结合在一起组成_。（2）研究细胞的成分，先要制备出细胞膜。制备细胞膜一般采用_动物的_细胞。（3）制备细胞膜的方法是把细胞置于_中，细胞发生_。2、细胞膜的功能细胞膜的功能主要有_、控制物质进出细胞和进行细胞间的信息交流。（1）控制物质进出细胞：细胞能根据自己的需要，选择让对细胞有用的物质进入细胞及需要排出的物质排出细胞，同时阻止细胞有用的物质排出细胞及无用的物质进入细胞。其中，细胞需要排出的物质大分子，一般通过_ _方式排出，同样，细胞需要的大分子物质也可以通过_进入细胞。若是小分子物质，则可以通过_ _或_进出细胞，这个过程与细胞膜上的_有关。这可以说明细胞膜具有_性。（2）细胞间的信息交流有三种情况：（1）细胞分泌的化学物质，随血液循环运输到全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。其中的化学物质主要是指_。（2）相邻两个细胞直接接触，信息从一个细胞传给另一个细胞。如_。（3）相邻两个细胞间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如高等植物细胞之间通过_传递信息。二、细胞膜的流动镶嵌模型1、在制备细胞膜对细胞的成分进行化学分析之前，欧文顿就已提出，细胞膜是由脂质组成的，依据是_ _。2、细胞膜中脂质分子排成两层，做出这个判断的依据是_。3、证明细胞膜具有流动性的实验是用两种不同的荧光染料分别标记人和小鼠细胞的_，两个细胞融合后一段时间，两种颜色的荧光_分布。4、流动镶嵌模型是1972年同桑格和尼克森提出的，其基本内容是，_构成了膜的基本支架，这个支架具有_性，蛋白质分子有的镶在_的表面，有的部分或全部嵌入_中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。组成细胞膜的蛋白质分子也是可以_的。 考点突破 考点一：细胞膜的化学组成组成细胞膜的化学成分主要是蛋白质和脂质，另有少量的糖类。糖类往往和蛋白质结合形成糖蛋白，细胞的识别就与糖蛋白有关。脂质主要是磷脂，此外还有胆固醇等。（1）糖蛋白仅位于细胞膜的外侧，因此，可以根据糖蛋白的位置确定细胞膜的内侧与外侧。（2）有关细胞器的膜及核膜上无糖蛋白，它们与细胞识别、接受受体等功能无关。例1、下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是 （ ）a生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定b构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇c有氧呼吸及光合作用产生atp均在膜上进行d核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输【解析】生物膜的特定功能与膜蛋白有关，因此a正确；结构细胞膜的脂质有磷脂和少量的固醇，不含有脂肪，因此b错误；有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都会产生atp，第二阶段发生线粒体基质中，第三阶段发生在线粒体内膜；光合作用的光反作用阶段发生和叶绿体类囊体薄膜上进行，因此c错误；只有分泌蛋白的合成和运输与核糖体，内质网和高尔基体有关，因此d错误。【答案】a变式1、右下图表示某生物膜的部分结构，图中a、b、c、d表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列说法错误的是 a若是癌细胞的细胞膜，则物质d比正常细胞少b若是线粒体膜，则b、c运输的气体分别是o2 、co2c若是胰岛b细胞膜，则胰岛素以d方式分泌da的运输方式能体现细胞膜的选择透过性【解析】物质d是糖蛋白，癌细胞的特点之一是细胞膜上糖蛋白减少，氧气和二氧化碳以自由扩散方式进出线粒体，a方式是主动运输，体现了细胞膜的选择透过性，胰岛素分泌的方式是胞吐，不是主动运输。【答案】c考点二、细胞膜的功能1、将细胞与外界环境分隔开，作为系统的边界。有了细胞膜这个边界，细胞成为一个独立的系统，内部的环境也能保持相对稳定。这是细胞能进行各项生命活动的基础。2、控制物质进出细胞。这个功能说明细胞膜具有选择透过性。这是活细胞的一个重要特征。细胞被破坏或死亡后，细胞膜便失去了选择透过性，原来不能进出的物质就能进出细胞了。这个控制是相对的：（1）水分子能自由通过，完全取决于细胞内外的渗透压差别。当细胞外界渗透压高于细胞内时，即使细胞需要水，水也由细胞内向细胞外渗透，反之，当细胞外界渗透压低于细胞内时，即使细胞不需要水，水也会由细胞外渗透进入细胞内。当然，细胞可以调整细胞内的渗透压，使水分这种运输相对保持在对细胞有利的范围内，不过这个能力是有限的。（2）能自由扩散进出细胞的物质细胞也是无法控制的。如有机磷农药可以自由扩散进入细胞，从而对细胞造成伤害。（3）病毒、细菌能主动侵入细胞，重金属盐离子等也能破坏细胞，改变细胞膜结构进入细胞。3、进行细胞间的信息交流（1）细胞分泌信息分子通过血液循环运输到全身各处，然后被特定位置的靶细胞上的受体识别并结合。这是最常见的一种形式，这时的信息分子一般是激素，产生信息分子的细胞就是内分泌细胞。（2）兴奋在神经元之间的传递和这种方式类似，并不完全相同，差别是突触前膜释放的递质没有通过血液循环运输，原因是两个神经元之间是相邻的，递质可以更快、更准确地作用于突触后膜。（3）细胞直接接触传递信息。主是指的是细胞识别，识别后有不同的行为。如精子和卵细胞识别后，两个细胞发生融合。当然融合形成受精卵后，表面糖蛋白发生变化，就不会再识别精子并与精子结合，这就保证了受精作用是一个卵细胞和一个精子结合。其它的情况还有很多，如吞噬细胞识别其它细胞后，会将这个细胞吞噬，效应t细胞识别靶细胞后，会将靶细胞裂解。癌细胞的转移就是因为正常器官的细胞不能识别出癌细胞是有害的，从而使癌细胞在这个器官中“安居”下来，导致这个器官也发生癌变。（4）胞间连丝仅是高等植物细胞具有的。例2、下列关于生物膜结构和功能的叙述正确的是a、肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体b、细胞膜上的受体是细胞间信息交流的必需的结构c、线粒体内膜上只分布着合成atp的酶d、核膜上的核孔可以让蛋白质和rna自由进出【解析】本题考查有关细胞相关的知识，生物膜的成分是磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，蛋白质分子与细胞的功能密切相关，如一些物质的跨膜运输、细胞间的信息交流等。葡萄糖进入人和哺乳动物成熟的红细胞是协助扩散，进入其他细胞是主动运输，但都必须有载体的协助，所以a选项是正确的；b选项有的信息交流的受体是在细胞内部，c选项中的线粒体内膜上分布着合成atp的酶，也有合成ho的酶等；d选项核孔可以让蛋白质和rna进出，但不是自由进出，而是主动选择。【答案】a变式2、下列过程中,不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是a.植物体胞杂交中原生质体融合b.mrna与游离核糖体的结合c.胰岛b细胞分泌胰岛素d.吞噬细胞对抗原的摄取【解析】mrna不具有膜结构，核糖体也无膜结构，因此二者的结合不依赖膜的流动性，其它三项都与细胞膜流动性有关。【答案】b考点三、细胞流动镶嵌模型1、人们对细胞膜结构的认识发展是在发现现象，提出推测假设，并在前人已有的成就上进一步发展，或对前人提出的不合理的假设推翻，提出新的假说的过程。时间实例（实验）结论（假说）19世纪末脂溶性物质更易通过细胞膜欧文顿认为膜是由脂质组成的20世纪初将膜分离提纯，并进行化学分析膜的主要成分是蛋白质和脂质（发展欧文的观点）1925年红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子排成连续的两层1959年电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构罗伯特森认为生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，膜是静态的1970年人鼠细胞杂交实验细胞膜具有流动性（推翻了罗伯特森关于膜是静态的观点）1972年经不断观察及实验数据分析桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型（重新定义了蛋白质分子和磷脂分子的位置关系）2、桑格和尼克森的流动镶嵌模型的基本内容（1）强调了磷脂双分子层组成基本支架（2）蛋白质以各种方式镶嵌在磷脂双分子层上3、不同情况下磷脂分子的排列（1）磷脂单分子层在水面上，尾部向上，头部向下（图1）；在油面上，头部向上，尾部向下（图2）。（2）磷脂双分子层的排列在水溶液中，亲水的头部靠外，疏水的尾部靠内，形成“尾对尾”的结构形式（图3）；在有机溶剂中，应是亲水的头部靠内，疏水的尾部靠外，形成“头对头”的结构形式（图4）。例3、下图是神经细胞的细胞膜结构模式图，正确的是 （ ） a b c d【解析】组成细胞膜的磷脂双分子层，是亲水的头部向两侧靠外，而疏水的尾部向内，这样可以细胞内外都是水溶液的环境中有更稳定的结构。【答案】a变式3、对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。用激光束照射该细胞表现的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是a细胞膜具有流动性b荧光染料能与细胞膜组成成分结合c根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率d根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率【解析】这个实验是研究膜的流动性的，与物质跨膜运输无关。【答案】c课时作业1科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是（ ）植物细胞细胞液中的有机酸会溶解膜结构光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜植物细胞的细胞膜较薄植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐植物细胞内会有其他膜结构干扰abcd【解析】制备较纯净的细胞膜时，所选材料的细胞容易破裂，同时不含各种细胞器膜，植物细胞不符合要求。【答案】d2制备细胞膜的实验时，用来稀释血液的液体是（ ）a生理盐水b1.5的氯化钠溶液c蒸馏水d0.3g/ml的葡萄糖溶液【解析】稀释过程中不能让细胞破裂或皱缩，应使用等渗溶液。【答案】a3细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的（ ）a磷脂含量b蛋白质的种类和数量c糖的种类d水含量【解析】蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。【答案】b4.下列各种生理现象中，没有直接涉及到细胞间信息交流的是（ ）a精子与卵细胞的结合b肝细胞表面的糖蛋白结合胰岛素c吞噬细胞吞噬细菌d兴奋在神经纤维上的传导【解析】兴奋在神经纤维上传导，仅是一个细胞的生命活动，与细胞间信息交流无关。【答案】d5关于细胞间信息交流的叙述，不正确的是（ ）a信号分子与靶细胞的识别与结合具有专一性b与不同激素分子结合的受体是不同的c与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同，也可能不同d细胞间的信息交流，大多与细胞膜的结构和功能有关【解析】不同信息分子的受体具有专一性，保证了信息分子作用的特异性。【答案】c6.据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素d等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为a细胞膜具有一定流动性b细胞膜具有选择透过性c细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架d细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子【解析】脂溶性物质出入细胞，是因为细胞膜的成分和它们相似。【答案】c7.生物膜的流动镶嵌模型不能合理解释（ ）a变形虫的变形运动b植物细胞的质壁分离和复原c脂质可以优先通过细胞膜d细胞内代谢的有序进行【解析】流动镶嵌模型是解释说明细胞膜结构的，与细胞内部结构功能无关。【答案】d8下列最能正确表示细胞膜结构的是（ ）【解析】构成膜的磷脂分子以“脂双层”形式排布，且脂双层中均以磷脂分子“头部”向外、“尾部”向内的形式排列；膜的“外侧”有糖蛋白(内侧无糖蛋白)，故ad中只有c符合膜的流动镶嵌模型特点。【答案】c9.下列四项生理过程中，细胞膜发生的变化相同的是（ ）胰岛素的分泌抗体识别抗原神经递质的释放钙离子的吸收a.b.c.d.【解析】胰岛素的分泌和神经递质的释放属于胞吐，抗体识别抗原属于信息交流，吸收钙离子属于跨膜运输。【答案】a10.实验室中鉴别细胞死活，常用“染色排除法”。例如：用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，从而判断细胞死活。该实验所利用的细胞膜特性或功能是（ ）a.进行细胞间的信息交流b.保护细胞内部结构c.流动性d.选择透过性【解析】用台盼蓝染色，台盼蓝为细胞不需要的物质，活细胞不吸收，死细胞膜失去了活性，丧失选择透过性功能，台盼蓝进入细胞，细胞才会被染成蓝色，所以该实验所利用的是细胞膜选择透过性。【答案】d11在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低重金属离子对水的污染。这是试图模拟细胞膜的（ ）a将细胞与外界环境分隔开的功能b控制物质进出细胞的功能c进行细胞间信息交流的功能d具有免疫作用的功能【解析】这是细胞膜控制物质进出细胞功能的应用。【答案】b12下列关于细胞膜的叙述中，不正确的是（ ）a细胞膜在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递中起决定性作用b细胞膜表面的糖蛋白具有特异性c细胞膜与细胞内其他膜结构有结构和功能上的联系d细胞膜的功能特性是具有流动性【解析】细胞膜的流动性特点对于它完成各种生理功能非常重要；细胞膜外表面的糖蛋白具有识别功能，细胞的识别具有特异性，各种生物膜在结构和功能上具有直接或间接的联系。流动性是细胞膜的结构特点，而细胞膜的功能特性是选择透过性。【答案】d13.为获得纯净的细胞膜用于研究其结构与功能。请完成下列实验设计并分析有关问题。(1)选用成熟红细胞作为该实验材料的理由是_。(2)将选取的上述材料放入_中，一段时间后细胞将破裂。(3)经过(2)的实验步骤后，可用下列哪一方法获得纯净的细胞膜（ ）a.静置b.加热c离心d过滤(4)通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表：物质种类膜的类别蛋白质()脂质()(主要是磷脂)糖类()变形虫细胞膜54424小鼠肝细胞膜44524人红细胞膜49438线粒体内膜76240菠菜叶绿体片层膜70300依据上表数据，请分析构成细胞膜与细胞器膜的化学物质组成上的共同点是_。化学物质组成的主要区别有_。【答案】（1）没有细胞核用其它有膜的细胞器（2）蒸馏水（3）a（4）主要成分都是蛋白质和脂质，细胞膜含有糖类，细胞器膜不含糖类14.在人和鼠的细胞融合实验中，用两种荧光物分别标记两种抗体，使之分别结合到鼠和人的细胞膜表面抗原物质上（如下图）。实验结果表明，